III. HALOGENOACIZIIII. HALOGENOACIZI

R CH

X

COOH X = F, Cl, Br, I

PrepararePreparare

1. 1. Halogenarea directăHalogenarea directă

CH3 COOH+ Cl2

ClCH2 COOH-HCl

Cl2CH COOH Cl3C COOHAcid cloroacetic Acid dicloroacetic Acid tricloroacetic

+ Cl2

-HCl

+ Cl2

-HCl

Conditii:Conditii: Temp. sau h Temp. sau h - mecanism homolitic - mecanism homolitic

OmologiOmologi - - amestecuriamestecuri

2. 2. Reacţia Hell-Volhard-ZelinskiReacţia Hell-Volhard-Zelinski

R CH2 COOHProsu

+ Br2R CH

Br

COBr

H2O

R'OH

-HBr

-HBrR CH

Br

COOH

R CH

Br

COOR'

Orientarea în Orientarea în poziţia a poziţia a halogenării este determinată de halogenării este determinată de vecinătatea vecinătatea grupei –COBrgrupei –COBr

3. 3. Halogenarea esterului malonic şi a derivaţillor săi alchilaţiHalogenarea esterului malonic şi a derivaţillor săi alchilaţi

ConditiiConditii: clorură de sulfuril (SOclorură de sulfuril (SO22ClCl22), brom sau iod şi acid iodic), brom sau iod şi acid iodic

Br2

- HBrR HC

COOR

COORR C

COOR

COORBr

+ H2OR CH

Br

COOH-CO2R C

COOH

COOHBr

4. 4. Oxidarea aldehidelor halogenateOxidarea aldehidelor halogenate

Cl3C CH OHNO3 Cl3C COOH

5. Reacţii de dublu schimb5. Reacţii de dublu schimb

Cl3C COOH 3 NaF F3C COOH 3 NaCl+ +

6. Adiţia de acizi halogenaţi la acizi carboxilici nesaturaţi6. Adiţia de acizi halogenaţi la acizi carboxilici nesaturaţi

CH3 CH CH COOH + HBr CH3 CH

Br

CH2 COOH

Acid 3-bromobutiricAcid crotonic

HOOC CH CH COOH + HBr HOOC CH

Br

CH2 COOH

Acid fumaric (sau maleic) Acid bromosuccinic

7. Metode speciale7. Metode speciale

Cl2C CH Cl Cl2CH COCl1/2 O2 Cl2C CH Cl

O

izomerizare

Cloral Acid tricloroaceticCloral Acid tricloroacetic

Tricloroetilena Epoxid Tricloroetilena Epoxid Clorura acida a Clorura acida a (intermediar instabil)(intermediar instabil) acidului dicloroaceticacidului dicloroacetic

ReactivitateReactivitate ► Aciditatea halogeno-acizilorAciditatea halogeno-acizilor

aciditatea halogenoacizilor este aciditatea halogenoacizilor este mai maremai mare decât a acizilor carboxilici corespunzători decât a acizilor carboxilici corespunzători- - efectul inductivefectul inductiv, atrăgător de electroni al halogenului, atrăgător de electroni al halogenului-- eefectul fectul cel mai puterniccel mai puternic îl produce atomul de îl produce atomul de fluorfluor

Constante de aciditate ale acizilor acetici cloruraţi:

AcidulAcidul Formula chimicăFormula chimică ppKaKa

AceticAcetic CHCH33-COOH-COOH 4.744.74

CloroaceticCloroacetic ClCHClCH22-COOH-COOH 2.852.85

DicloroaceticDicloroacetic ClCl22CH-COOHCH-COOH 1.481.48

TricloroaceticTricloroacetic ClCl33C-COOHC-COOH 0.770.77

Constante de aciditate ale acizilor halogeno-acetici:AcidulAcidul Formula chimicăFormula chimică ppKaKaIodoaceticIodoacetic I-CHI-CH22COOHCOOH 3.103.10

BromoaceticBromoacetic Br-CHBr-CH22COOHCOOH 2.902.90

CloroaceticCloroacetic Cl-CHCl-CH22COOHCOOH 2.852.85

FluoroaceticFluoroacetic F-CHF-CH22COOHCOOH 2.652.65

X HC C

O

OH

HC C

O

O-

X+ H2O + H3O+

►► Reacţia de hidrolizăReacţia de hidroliză

Cl-CH2COOH HO CH2 COOH- HCl

CH3 CH

Cl

COOH+ H2O CH3 CH

OH

COOH

Acid glicolic

Acid lactic

+ H2O

Acid cloroacetic

Acid cloropropionic

- HCl

Stereochimie

C X

R1

R3

R2Nu + C X

R1

R3

R2

Nu C

R1

R3

R2

Nu

Inversia configuraţiei în substituţia nucleofilă la carbonul saturat.Inversia configuraţiei în substituţia nucleofilă la carbonul saturat.Inversia WaldenInversia Walden (1895)(1895)

SN2SN2

SN2SN2

(-) HOOC CH2 C COOH

Cl

HKOH

PCl5(+) HOOC CH2 C COOH

OH

H

(-) HOOC CH2 C COOH

OH

H

(+) HOOC CH2 C COOH

H

Cl

KOH

PCl5

Ag2OAg2O

Acid malic (-)

Acid malic (+)

Hidroliza enantiomerilor acidului clorosuccinicHidroliza enantiomerilor acidului clorosuccinic

Inversia Inversia configuratieiconfiguratiei

Pastrarea configuratiei

-Cl OHC

COO

ClH2C

COOH

HC

CO

O

H2C

COOH

HC

COO

H2C

COOH

HOH

-Lactona

A doua inversieA doua inversiePrima inversiePrima inversie

IV.1. IV.1. HidroxiaciziHidroxiacizi

HO CH2 COOH

Acid glicolic Acid lactic

HOOC CH2 CH COOH

OHAcid malic

CH3 CH

OH

COOH

C6H5 CH

OH

COOH

Acid mandelic

C6H5 CH

CH2OH

COOH

Acid tropic

COOH

C OHH

C OHH

COOHAcid mezo-tartric Acid citric

CHO COOH

CH2 COOH

CH2 COOH

PrepararePreparare

1.1. Hidroliza halogenoacizilorHidroliza halogenoacizilor

Cl-CH2COOH HO CH2 COOH- HCl

CH3 CH

Cl

COOH+ H2O CH3 CH

OH

COOH

Acid glicolic

Acid lactic

+ H2O

Acid cloroacetic

Acid cloropropionic

- HCl

2. Reducerea acizilor aldehidici şi cetonici2. Reducerea acizilor aldehidici şi cetonici

CH3 CH

OH

COOHCH3 C COOH

O

2 [H]

Conditii normale de reducere –Conditii normale de reducere – amestec racemic Catalizatori sau agenti de reducere optic activi-Catalizatori sau agenti de reducere optic activi- reducere enantioselectiva

3. R3. Reacţieacţiaa de desaminare de desaminare a aminoacizilor a aminoacizilor

CH3 CH

OH

COOHCH3 CH

NH2

COOH HONON2 H2O

-Alanina

+ +

4. Adiţia acidului cianhidric a aldehide şi cetone4. Adiţia acidului cianhidric a aldehide şi cetone

C6H5 CH O HCN C6H5 CH CN

OH

H2O

HC6H5 CH

OH

COOH + NH3

Nitril mandelic Acid mandelicBenzaldehida

C6H5HC

OH

SO3Na

NaSO3H KCN

CH2

C O

CH2

Cl

Cl

HCN 2 KCN H2OCHO CN

CH2 Cl

CH2 Cl

CHO CN

CH2 CN

CH2 CN

Acid citric

CHO COOH

CH2 COOH

CH2 COOH

CH2 CH2

O

HCN HO CH2 CH2 CNH2O CH2 COOHCH2HO

-Hidroxipropionitril Acid -hidroxipropionic

5. Reacţia Reformatsky5. Reacţia Reformatsky- - -hidroxiacizi-hidroxiacizi

CH2 COORBr Zn BrZnCH2 COORO

BrZnCH2 COORO

CH2 COOR

ZnBr H2OOH

CH2 COOR-Zn(OH)Br

+

6. Oxidarea acizilor carboxilici nesaturaţi6. Oxidarea acizilor carboxilici nesaturaţi

KMnO4

2 HO

C

C

COOH

COOH

H OH

HO H

COOH

CHO H

CH OH

COOH

C

C

COOH

H

H

HOOC

Acid fumaric Acid (+)-tartric Acid (-)-tartric

KMnO4

2 HO

C

C

COOH

COOH

H OH

H OH

COOH

CHO H

CHO H

COOH

C

C

COOH

COOH

H

H

Acid maleic Acid mezo-tartric

7. Metode biochimice7. Metode biochimice

FermentatieFermentatie de zaharuri cu diverse tulpini de de zaharuri cu diverse tulpini de LactobacillusLactobacillus si si Streptococcus lactisStreptococcus lactis

H3C CH

OH

COOH

C6H12O6

glucoza

fermentatie homolactica 2

H3C CH

OH

COOH CH3CH2OH+fermentatie heterolactica

COOH

C

OHH3C

H

Acid (S)-(-)- lactic

H2C

C

H2C

COOH

COOHHO

COOH

FermentatieFermentatie de zaharuri cu de zaharuri cu Aspergillus nigerAspergillus niger

Acid citric

ReactivitateReactivitate

1.1. Eliminare de apăEliminare de apă

α-hidroxiaciziα-hidroxiacizi

CH3 CH OH

COOH

HOOC CH CH3

OH O

O

CH3

H3C O

O

Acid lactic Lactida

- Formare de polimeri- acid polilactic- biodegradabil

β-hidroxiaciziβ-hidroxiacizi

HO CH2 CH2 COOH CH2 CH COOH-H2OAcid -hidroxipropionic Acid acrilic

HOOC CH CH COOHHOOC CHOH

CH2 COOH

CH3 CH

OH

CH2 COOH-H2O

H3C CH CH COOH

-H2O

Acid malic Acid fumaric

Acid -hidroxibutiric Acid crotonic

-H2O

OH

CH2 COOH

CH COOHCH2 COOH

Acid ciclohexilidenaceticAcid 1-ciclohexenilacetic

-H2O

Acid 1-ciclohexanol acetic

- - şişi - -hidroxiacizihidroxiacizi - formare de - formare de lactonelactone

H3C CH

OH

CH2 CH2 COOH- H2O O

O

H3C

-lactona

H3C CH

OH

CH2 CH2 CH2 COOH- H2O O OH3C

-lactona

-lactonele-lactonele sunt mai stabile decât sunt mai stabile decât -lactonele-lactonele

Aroma de piersica Aroma de cocos

acidacidulul citric citric

Acid citric

CHO COOH

CH2 COOH

CH2 COOHH2SO4

-HCOOH C

CH2 COOH

CH2 COOH

O C

CH3

CH3

O-2 CO2

Acid acetondicarboxilic Acetona

Acid citric

CHO COOH

CH2 COOH

CH2 COOH-CO2

-H2O -H2OC COOH

CH2 COOH

CH COOHC CO

CH2 CO

CH2

O C CO

CH3

CH COO

Acid aconitic Anhidrida itaconica

Anhidridacitraconica

+

Distilare uscataDistilare uscata

In organismele In organismele aerobeaerobe ciclul acidului citric (ciclul Krebs)ciclul acidului citric (ciclul Krebs) este o parte a este o parte a ccǎǎii metaboliceii metabolice de conversie a de conversie a carbohidratilorcarbohidratilor, , proteinelorproteinelor si si grasimilorgrasimilor genereaza genereaza COCO22 si apa si apa

IV.2. IV.2. Acizi fenoliciAcizi fenolici

OHCOOH

OO

COOH COOH

OHOHHO COOH

OH

Acid salicilic Acid piperonilic Acid galic Acid 3-hidroxi-2-naftoic

COOH

OH

acid para-hidroxibenzoic

PrepararePreparare

1. S1. Sinteza Kolbe-Schmidtinteza Kolbe-Schmidt

OHCOOH

CO2HCl

O-Na+ OHCOO-Na+

+125oC

6 at.

OH

O-K+

+ CO2

OH

COO-

OH

COOH

MecanismMecanism

CO2

O OHCOO

O OH

COO

CO2

O-Na+ OHCOO-Na+

OH

COO-Na+

220oC

120oC

Coloranti azoiciColoranti azoici

acid 3-hidroxi-2-naftoic

CO22 NaOH topirealcalina

NH2

SO3H

NH2

SO3Na

NH2

OH

NH2

OHCOOH

PAS

p;tMedicament anti TBCMedicament anti TBC

Ac2O

OHCOOH

O

COOH

COCH3

AspirinaAcid salicilic

CH3OH

H

OHCOOCH3

Salicilat de metil

NH3

- CH3OH

OHCONH2

Salicilamida

AplicatiiAplicatii

MedicamenteMedicamente

ConservantiConservanti

Parabenii Parabenii

Activitatea antimicrobiană depinde de lungimeaActivitatea antimicrobiană depinde de lungimea catenei ataşate crescând în catenei ataşate crescând în ordinea: metil < etil < propil < butilordinea: metil < etil < propil < butil